1. ANATOMIE DES RESPIRATIONSSYSTEMS

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1 RESPIRATORISCHES SYS TEM ÜBERBLICK Aufgabe der Atmung Sauerstoff in den Körper Kohlendioxyd aus dem Körper Atemapparat Obere Atemwege: Nasenhöhlen = Cavitas nasi Nasennebenhöhlen = Sinus paranasales Rachenraum = Pharynx Untere Atemwege: KEHLKOPF (trennt obere + untere Atemwege) = Larynx Luftröhre = Trachea Stammbronchien + Bronchialbaum Lungenbläschen = Alveolen (Atemkammerraum) Äussere Atmung = Austausch von Atemgasen in den Alveolen/ Lungenkapillaren Innere Atmung = Verbrennung von Sauerstoff unter Bildung von CO2 in den Zellen 1. ANATOMIE DES RESPIRATIONSSYSTEMS 1.1. NASENRAUM = CAVITAS NASI + NEBENHÖHLEN = SINUS PARANASALES Funktionen der Nase Erwärmung + Anfeuchtung der Atemluft Riechorgan (1. HN = N. olfactorius) Resonanzraum Äussere Strukturen: Nasenlöcher Nasenscheidewand Nasenflügel 1

2 Nasenraum ist ausgekleidet mit mehrreihigem Flimmerepithel + Becherzellen (Schleimproduktion) Nasenraum grösserer Anteil der Nase, bildet einen dreieckigen Hohlraum gebildet von mehreren knöchernen Strukturen: Os Nasale = Nasenbein (paarig) oberer Teil des Nasenrückens Cartilago nasi = Nasenknorpel unterer Teil des Nasenrückens + Teile des Septums Os ethmoidale = Siebbein Teile des Nasenseptums + obere + mittlere Nasenmuschel mit Lamina cribrosa + mit Concha nasalis superior + media Os vomerale = Pflugscharbein Teile des Nasenseptums Os concha nasalis = eigenständiger Knochen Concha nasalis inferior getrennt vom Nasenseptum in rechte und linke Hälfte nach unten begrenzt durch Palatum durum (= Harter Gaumen = Os palatinum + Proc. palatinum) Nasenmuscheln am lateralen Rand der Nasenhöhle befinden sich die knöchernen Nasenmuscheln: = Concha nasalis sup., med. + inf. Nasenmuscheln dienen der Oberflächenvergrösserung Nasengänge in der Tiefe der Nasenmuscheln liegen die Nasengänge: Meatus nasi superior - Riechgang Meatus nasi media - Sinusgang Meatus nasi inferior - Atemgang (+ Tränennasengang = Dct. nasolacrimalis) Nasennebenhöhlen (nach den meisten Büchern paarig) Nasengänge verbinden den Nasenraum mit den Nasennebenhöhlen Sinus frontales = Stirnbeinhöhlen Sinus maxillares = Oberkieferhöhlen Sinus sphenoidales = Keilbeinhöhlen Sinus ethmoidales = Siebbeinlabyrinth Höhlen werden belüftet beim Ausatmen; Gänge werden belüftet beim Einatmen Funktionen der Höhlen: Gewichtsverminderung + Resonanzräume 2

3 1.2. RACHEN = PHARYNX verbindet Mundhöhle mit Speiseröhre verbindet Nase mit Luftröhre Trennung der beiden Wege durch Epiglottis = Kehldeckel (Verschluss beim Schlucken) Naso-/ Epipharynx (Höhe C1) = Nasenrachen Öffnungen: Tuba eostachii und Choanen (= paarige hintere Öffnung der Nasenhöhle) Tonsilla pharyngealis (Rachenmandel) Oro-/ Mesopharynx (Höhe C2 + C3) = Mundrachen 2 x Tonsillae palatinae (Gaumenmandeln) Laryngo-/ Hypopharynx (Höhe C3 bis C6) = Kehlkopfrachen bis zur Epiglottis (Kehldeckel) Schluckakt 1. Zungenspitze berührt den vorderen Teil des harten Gaumens 2. Lippen und Kiefer schliessen sich orale Phase 3. Zungenkörper hebt sich und drückt den Bolus in den Rachen 4. Durch Anspannen des Gaumensegel wird Nasenrachen geschlossen Bolus löst durch Reizung der Rachenwand den Schluckreflex aus 5. kurze reflektorische Unterbrechung der Atmung pharyngeale Phase 6. Kehlkopf hebt sich + Epiglottis legt sich über Tracheaeingang 7. Bolus wird in Speiseröhre durch peristaltische Wellen in Richtung oesophageale Phase Magen transportiert 1.3. KEHLKOPF = LARYNX röhrenförmiges Knorpelgerüst zwischen oberen und unteren Luftwegen besteht aus mehreren Knorpelstücken, die durch Bänder und Muskeln verbunden sind überzogen von gefässreicher Schleimhaut (ähnlich Nase) 3

4 Schildknorpel = Cartylago thyroidea grösster Knorpel des Kehlkopfes bildet den Adamsapfel über Bänder mit Zungenbein = Os hyoideum verbunden Kehldeckel = Epiglottis befindet sich oberhalb des Schildknorpels trennt Luftweg vom Speiseweg Schlucken = verschlossen Atmen = aufgestellt Ringknorpel = Cartilago cricoidea befindet sich unterhalb des Schildknorpels verdicktes Ende ragt nach hinten, hier befinden sich die Stellknorpel = Cartylago arytenoidea (für Stellung und Spannung der Stimmbänder = Ligamenta vocalia) Lautbildung im Kehlkopf sind 2 waagerecht übereinander liegende Schleimhautfalten angeordnet Stimmfalten (unten) Taschenfalten (oben) mittige Ränder = Stimmbänder = Ligamenta vocalia bilden die Stimmritze Verlauf der Stimmbänder von Schildknorpelinnenseite zu Stellknorpeln Innerviert durch N. recurrens (11. HN = N. vagus) Tonhöhe ist abhängig von Spannung der Stimmbänder Lautstärke ist abhängig von Stärke des Luftstroms Funktionen des Kehlkopfs verschliesst die unteren Luftwege beim Schlucken Hauptorgan der Stimmbildung 4

5 1.4. LUFTRÖHRE = TRACHEA muskulärer Schlauch, Länge cm, Lage vor Speiseröhre offengehalten durch Knorpelspangen (dorsal durch BGWige Membran verschlossen) Trachea teilt sich in Höhe Aortenbogen/ 5. BWK in die beiden Stammbronchien = Bifurkation/ Carina ausgekleidet mit Schleimhaut mit Flimmerepithel 1.5. BRONCHIEN Fortsetzung der Luftröhre dienen der Luftleitung zu den Alveolen Bronchien sind zu Beginn sehr dick und verzweigen sich immer mehr von Luftröhre bis zu Alveolen ca. 23 Verzweigungen Bifurkation der Luftröhre Teilung in zwei Hauptbronchien = Bronchi prinzipales ( rechte und linke Lunge) 3 rechte Lappenbronchien + 2 linke Lappenbronchien = Bronchi lobares ( Lungenlappen) 10 rechte + 9 linke Segmentbronchien = Bronchi segmentales ( Lungensegmente) Bronchiolen (ca. 15 Generationen) 0,7 1 mm Druchmesser Wand knorpel- und drüsenfrei enthält reichlich elastische Fasern + glatte Muskulatur Beeinflussung über Sympathikus (Erweiterung) + Parasympathikus (Kontraktion) Auskleidung durch einreihiges Flimmerepithel ohne Becherzellen Terminale Bronchiolen = Bronchioli terminales Bronchiolie respiratorii (ca ) (I., II. + III. Ordnung) Alveolargang = Ductus alveolaris Azinus = eigentliche Lunge Alveolen (traubenförmig angeordnet) (ca. 300 Mio.) 5

6 Aufbau der Alveolen Pneumozyten Typ I: bilden das Alveolarepithel = Plattenepithel Pneumozyten Typ II: bilden Surfaktant Factor = Oberflächenfaktor (verhindert das Kollabieren der Bläschen) = hauchdünner Flüssigkeitsfilm im Inneren befinden sich Alveolarmakrophagen (Abwehr) einzelne Lungenbläschen sind durch Septi alveolares getrennt um Bläschen herum = Kapillarnetz der Lungengefässe = Alveolarkapillaren Blut-Luft Schranke Gasaustausch durch Diffusion (2 µm) 1.6. LUNGE = PULMO beide Lungen sind beweglich im Thorax eingebettet nach aussen begrenzt durch Rippen = Costae, nach unten durch Diaphragma Oberfläche ist von glatter Auskleidung überzogen = Tunica serosa der Pleura mittig befindet sich das Mediastinum = Mittelfell mit Herz, Gefässen, Luft- + Speiseröhre Lungenbasis = unterster Teil der Lunge (liegt auf Diaphragma) - 3 bis 4 cm Differenz bei Atmung Lungenspitze = oberster Teil der Lunge (ragt über Schlüsselbeine hinaus) Lungenhilus = Bereich des Eintritts von Strukturen (Aa., Vv., Lymphgefässe, Hauptbronchien, Nn.) 6

7 Einschnitte/ Furchen teilen die Lunge in Lungenlappen = Lobi rechter Lungenflügel besteht aus 3 Lobi Oberlappen Mittellappen Unterlappen linker Lungenflügel besteht aus 2 Lobi Oberlappen Unterlappen Lungenlappen werden in 9/ 10 Lungensegmente aufgeteilt (vgl. Bronchialäste) 1.7. PLEURA Pleura umgibt die Lunge vollständig und bildet 4 grosse Bereiche Pleura diaphragmatis Pleura costalis Pleura mediastinalis Cupula pleurae (Bereich der Lungenspitze) sie besteht aus zwei Blättern Pleura visceralis = Lungenfell Pleura parietalis = Rippenfell Umschlag der Blätter erfolgt am Lungenhilus, dadurch entsteht ein flüssigkeitsgefüllter Gleitspalt = Pleuraspalt wichtig für die Belüftung der Lunge, die nur passiv geschieht 2. ATEMFUNKTION 2.1. ATEMMUSKULATUR Einatmung/ Inspiration = Brustraumerweiterung = Rippenheben + Zwerchfellsenken Ausatmen/ Exspiration = Brustraumverengung = Rippensenken + Zwerchfellheben 7

8 DIAPHRAGMA Diaphragma = Zwerchfell wichtigster Atemmuskel - wölbt sich in Form einer Doppelkugel weit in den Brustraum trennt Brust und Bauchraum in Einsenkung liegt die Herzspitze 3 grosse Öffnungen Aortenschlitz = Hiatus aorticus Speiseröhrenschlitz = Hiatus oesophageus Hohlvenenloch = Formen venae cavae Pars muskularis = Muskelanteil Pars tendinea = Sehnenanteil Zwerchfellpfeiler = Muskelteile, die den Aortenschlitz bilden (ziehen von L3 hoch) U: Apertura thoracis inferior 12. Rippe Zwerchfellpfeiler I: N. phrenicus F: Einatmung Trennung von Brust- und Bauchraum A: Pars tendinea INTERCOSTALMUSKULATUR Mm. intercostales externi = Rippenheber Mm. intercostales interni = Rippensenker bilden zusammen mit den Rippen die äussere Brustwand A: Rippen U: Rippen I: Nn. intercostales F: int. - Senken der Rippen = Ausatmung ext. - Heben der Rippen = Einatmung EINATEMHILFSMUSKULATUR Einsatz bei erschwerter Atmung: Schmerzen/ Störungen des Zwerchfells Überlastung der Lunge Schwangerschaft 8

9 M. pectoralis major/ minor M. serratus posterior superior + inferior (I: Nn. intercostales) Mm. scaleni M. sternocleidomastoideus AUSATEMHILFSMUSKULATUR Ausatmung geschieht in erster Linie passiv durch Erschlaffung der Einatemmuskeln verstärkt wird sie durch deren Antagonisten: Bauchmuskeln Mm. intercostales interni 2.2. PHYSIOLOGIE DER ATMUNG Physiologisch ist costoabdominale Atmung ohne Einsatz der Atemhilfsmuskulatur Zwerchfell spannt sich an Bauchmuskeln erschlaffen Zwerchfell senkt sich ab Mm. intercostales externi spannen an Inspiration Rippen heben sich Brustraum wird erweitert Luft strömt in die Lunge Bauchmuskeln spannen sich an Zwerchfell erschlafft Zwerchfell hebt sich Mm. intercostales interni spanen an Exspiration Rippen senken sich Brustraum wird kleiner Luft strömt aus der Lunge 9

10 2.3. GASAUSTAUSCH findet in den Alveolen durch Blut-Luft Schranke hindurch statt (Diffusion) Sauerstoff gelangt in den Körper Kohlendioxyd wird aus dem Körper gebracht Einatemluft 78 % Stickstoff 21 % Sauerstoff Rest = Edelgase Ausatemluft 78 % Stickstoff 15 % Sauerstoff 4 % Kohlendioxyd Rest = Wasserdampf, Edelgase Sauerstoff wird im Blut durch die Erythrozyten transportiert Kohlendioxyd wird im Blut transportiert durch: frei im Plasma gebunden als Bikarbonat im Plasma (80 %) gebunden als Bikarbonat in den Erys direkt an die Erys gebunden = direkter Zusammenhang zwi. CO2 Gehalt des Blutes und ph Wert 2.4. ATEMGRÖSSEN Normale Atemfrequenz (AV) Normales Atemzugvolumen (AZV) Normales Atemminutenvolumen (AMV) 12 bis 16 x / Minute 500 ml 6 bis 8 l (max. 120 l / Minute möglich) 10

11 2.5. LUNGENKREISLAUF Vasa privata = Aa./ Vv. bronchiales Eigenversorgung des Lungenparenchyms (1% des HMV) = Ernährungskreislauf der Lunge Rr. bronchiales entspringen unmittelbar aus Pars thoracia der Aorta treten am Lungenhilus ein es bestehen Anastomosen zu Vasa publica Vv. bronchiales: leiten Blut zu den hilusnahen Vv. pulmonales zu abfliessenden Ästen des Truncus pulmonalis 50 % über Venennetze zur V. azygos Vasa publica = Aa. / Vv. pulmonales Niederdrucksystem des Körpers für Gasaustausch in Alveolen (kleiner Kreislauf) auch Filter- und Speicherfunktion (Blutdepot für den linken Ventrikel) sauerstoffarmes Blut über den Truncus pulmonalis und die Venae pulmonales zur Lunge sauerstoffangereichertes Blut über die Arteriae pulmonales zum linken Vorhof 11

12 ATEMSTEUERUNG periphere Rezeptoren Muskelspindeln der Zwischenrippenmuskulatur Dehnungsrezeptoren in Alveolen + chemische Rezeptoren (Karotissinus, Aortenbogen + im Medulla oblongata) ph Wert Messung des Blutes Sauerstoffpartialdruck Kohlendioxydpartialdruckmessung (wichtigster Rezeptor) + Cortex sendet Informationen über geplante Belastung des Körpers Auswertung und Einstellung erfolgt in der Medulla oblongata (Atemzentrum) ausführende Bahnen sind Sympathikus + Parasympathikus EXKURS: VEGETATIVES NERVENSYSTEM = unwillkürlich arbeitendes Nervensystem zur Steuerung lebenswichtiger Vital- und Organfunktionen Sympathikus Parasympathikus Eingeweide-Nervensystem wirken (meist) antagonistisch Ansatzpunkte/ Zielzellen der Steuerung sind glatte Muskulatur, Herzmuskeln + Drüsen wichtigste beeinflusste Organfunktionen: Herzschlag Blutdruck Atmung Verdauung Stoffwechsel Sexualorgane Sympatikus arbeitet ergotrop anregende, leistungsfördernde Reize erhöht die nach aussen gerichtete Leistungsfähigkeit Kampf-Flucht + Stressreaktionen Parasympatikus arbeitet trophotrop vermittelt beruhigende, erholungsfördernde Reize erhöht nach innen gerichtete Körperfunktionen + Stoffwechselaktivität Regenerations- + Verdauungssituationen 12

13 Wirkung auf einzelne Organsysteme Herz Sympathikus: Steigerung von Herzfrequenz, Blutdruck + Kontraktionskraft Frequenzsteigerung = positiv chronotrop Steigerung der Herzkraft = positiv inotrop Steigerung der Erregungsleitgeschwindigkeit = positiv dromotrop Steigerung der Erregbarkeit der einzelnen Zellen = positiv bathmotrop Parasympathikus: Abnahme von Herzfrequenz, Blutdruck + Kontraktionskraft Frequenzreduktion = negativ chronotrop Verminderung der Erregungsleitungsgeschwindigkeit = negativ dromotrop Verminderung der Erregbarkeit der einzelnen Zellen = negativ bathmotrop Gefässe Sympathikus: Erweiterung der Muskelgefässe Verengung von Hirngefässen Verengung von Eingeweidegefässen Parasympathikus: ohne Wirkung Bronchien Sympathikus: Bronchodilatation Parasympathikus: Bronchokonstriktion Hypersekretion Augen Sympathikus: Mydriasis (Erweiterung) Parasympathikus: Sekretionssteigerung der Tränendrüse + Myosis (Verkleinerung) GIT (nur indirekte Wirkung, da eigenständiges enterisches Nervensystem ): Sympathikus: verminderte Drüsensekretion von Speichel- + Verdauungsdrüsen Tonus- + Motilitätsminderung der Darmmuskulatur Sphinkterkontraktion Parasympathikus: gesteigerte Drüsensekretion von Speichel- + Verdauungsdrüsen Tonus- + Motilitätssteigerung der Darmmuskulatur Sphinkterdilatation Steigerung der Glykogenproduktion in der Leber Stimulation der Kontraktion der Muskulatur der Gallenblase = Gallenausscheidung 13

14 Blase Sympathikus: verhindert Harnlassen Entspannung des Detrusormuskels Kontraktion des Sphinkters Parasympathikus: Einleiten der Miktion Kontraktion des Detrusormuskels Entspannung des Sphinkters Sexualorgane Sympathikus: Auslösung der Ejakulation Orgasmus der Frau Parasympathikus: Auslösung der Erektion 14